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中國發現最早動物化石動物起源推前至6.32億年(圖文)

休眠卵化石破裂的囊胞

動物休眠囊胞胚胎化石的切片標本

　　讀者或許記得不久前，南京地質古生物研究所的專家研究甕安化石時，發現了迄今為止最早的動物胚胎───距今5.8億年，並將它命名為『裝飾大球』。

刷新了『史上最早的動物』的紀錄

　　時隔不久，南京古生所的專家再次取得新突破，他們在研究三峽宜昌陡山沱地層時，發現了動物休眠卵化石，從而再次刷新了『史上最早的動物』的紀錄，將動物的存在史向前推進了5000萬年。當眾多古生物化石還在為自己是動物還是植物身份『煩惱』時，這個外表披著休眠囊胞的小東西可以幸運地對外大聲宣布：『我是動物！不過我在6.32億年前睡著了。』

　　它曾身份不明被認為是植物

　　在尹磊明教授的辦公室里，這個小東西隱藏在薄薄的岩石切片中，透過顯微鏡記者看到了它那淡如煙黛的囊胞。必須承認，能與它面對面，是件幸運的事情。這不僅是因為目前世界上像它這樣的物種屈指可數，還因為我們和它之間隔著6億多年的時光───它是世界上至今為止最早的動物化石痕跡。由於還沒給它起個像動物的名字，專家們暫且稱呼它『藻類身份時代』的名字───天柱山。

　　利用化石看到幾億年前生物的存在狀態，是一件浪漫的事。然而，如今依舊有數以萬計的海洋微體浮游生物化石分不清自己的身份，不知道它們是屬於動物還是植物，因此它們被統稱為『疑源類』，也就是身份不明的物種。『天柱山』就被劃分到了『疑源類』。科學家們為了搞清它們的身份，始終不斷探索。

　　1998年，科學家首次披露了貴州甕安埃迪卡拉紀陡山沱組地層中(約5.8億年前)存在大量的動物胚胎化石，這就是著名的『甕安生物群』，它代表著地球上已知最可靠的動物化石記錄。

　　然而，關于『甕安生物群』中胚胎化石的認識在學術界仍然存在爭議。美國學者認為，陡山沱組地層保存的球形化石是巨大硫細菌化石(一種藻類化石)，而非動物化石。因此，甕安動物化石的身份需要更多更有力的證據。

　　它的休眠皮囊證實它是動物

　　2006年夏天，以尹磊明為首的科學家小組來到了三峽，在這一區域他們決定為『疑源類』的微體化石正名，同時為埃迪卡拉紀(隱生宙最後的一段時期，一般指6.3億年至5.42億年前)的年代劃分提供最新的地層對比證據。

　　科學家們選擇在『天柱山』的老家宜昌曉峰河剖面站開展研究，專家們獲得了大量保存完好的滿z酊礸菕y突刺』的『疑源類』化石。

　　在顯微鏡下，科學家們發現了一些特別的地方。『天柱山』的微體化石不但具有動物胚胎的發育特徵，這些發育分裂的球還被包裹在一個奇怪的『皮囊』里。這個皮囊的外表有很多的圓柱刺向外突起。

　　科學家們拿『天柱山』與印度尼西亞和荷蘭北部發現的一種橈枝動物的卵囊胞做比較，發現二者『皮囊』的早期卵裂的胚胎很相似。

　　這樣的發現讓科學家們很興奮，否定了『天柱山』是藻類化石的屬性，而這個『皮囊』也是動物的休眠卵，也證實了早期後生動物(8.5億年~6.3億年前)胚胎與其他許多真核生物一樣，具有顯著刺狀突起的休眠囊胞。

　　它是甕安動物化石的新物証

　　『天柱山』是動物的身份確認下來了。與此同時『天柱山』的『年歲』也是科學家們要解決的問題之一。因為『天柱山』的『年歲』和懸而未決的『甕安生物群』的時代問題緊密相連。

　　科學家們對湖北宜昌曉峰河剖面陡山沱組燧石結核進行地層研究，發現『天柱山』在陡山沱組底部就有，而這個岩石層顯示的資訊年代是6.3億年～5.8億年前。科學家們通過岩石切片的最底層面進一步發現，『天柱山』的『皮囊』最早出現在6.32億年前，可惜『皮囊』內的胚胎由於地質的變遷沒有完整的保留。幸運的是，『天柱山』在5.8億年前的岩石層中再次出現，而這一次，『皮囊』完整地包裹在胚胎外面。

　　科學家們肯定了『天柱山』將動物起源時間提前到6.32億年前，也為『甕安生物群』代表著世界上已知最可靠的動物化石記錄提供了有力的證據。尹磊明告訴記者，天柱山的『皮囊』標本非常少，6.3億年前的不到3個，5.8億年前的也不過幾十個。

　　據了解，這次的研究成果，將刊登在今天的英國《自然》雜誌上，題為《陡山沱滯育卵囊重動物胚胎化石》，該文章由中科院南京地質古生物所尹磊明研究員為首的科學家小組共同完成。

　　它為什麼『沉睡』？

　　6億年前的震旦紀，地球剛從一個極不利于生命生存、長達一億多年的大冰期時代(雪球事件)走出來。『天柱山』就在這個時候出現。專家們表示，6億年前的氣候條件很惡劣，只適合一些低等植物生存，『天柱山』的出現也讓人類認識到，早期的後生動物和後生植物幾乎同時在新遠古代末期『雪球事件』結束之後就已經出現了。他們生活的地方是在潛海。

　　那麼為什麼『天柱山』會有皮囊呢？尹磊明研究員告訴記者，這和6億年前的氣候有關係，可以想像6億年前，地球上的溫度忽高忽低，炎熱和寒冷的程度都讓地球上的生物琢磨不透，加上那個時候地球上大氣含氧量不高，供給『天柱山』的食物實在有限，聰明的『天柱山』在6億年前就懂得用休眠的方式z荋蹎C『新陳代謝』的速度延長生命。當它覺得自己身體不適的時候，就選擇像春蠶吐絲作繭一樣，用一個休眠囊把自己包裹起來，沉睡一陣子。至於什麼時候睡醒，專家們也沒有一個准確的答案。

　　在3cm2的標本上作業1年

　　在尹磊明研究員的辦公室里，存放著600多個『天柱山』的薄片標本。這些標本厚30微米，大小在3平方厘米左右。

　　尹磊明教授告訴記者，一年前，專家組從宜昌曉峰河帶回來幾件標本，這對於每年幾乎有三分之一時間vb野外的他來說，是很平常的事。

　　『天柱山』的化石有點與眾不同，一般的胚胎化石是鈣質的，只要經過化學液體的浸泡分裂，就可以進行顯微鏡下的研究。而『天柱山』不同，它的斷面是硅質岩，需要用金剛石進行切片。

　　尹研究員介紹，切片的過程中有偶然性，修理師們只能完全憑著感覺切出完整的動物胚胎原形。600多片薄片陸續切了半年的時間，科學家們就是在這3平方厘米的標本上進行作業，對岩石層進行層層剖析，記者看到，每一個切片都有紅筆標示，專家介紹，這些紅標示在顯微鏡下就成了座標，根據座標，一點一點地照出動物的胚胎痕跡。也正是這一個個紅色的座標為埃迪卡拉紀提出了新的年代化分方案。也為研究全球埃迪卡拉紀早期地層保存的『大型複雜疑源類』的生物屬性及其分布拓開了新思路。
北京新浪網 (05-04-2007)

[ 本帖最後由 dinosaur 於 2007-4-7 07:11 PM 編輯 ]